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一种高光谱遥感图像赤潮检测方法及系统技术方案

技术编号:45408045 阅读:36 留言:0更新日期:2025-05-30 18:03
本发明专利技术公开了一种高光谱遥感图像赤潮检测方法及系统,本发明专利技术的方法包括将高光谱遥感图像转换为由顶点和超边构成的超图结构,并用超图关联矩阵表示;将顶点特征以及表示顶点与超边关系的超图关联矩阵输入到超图神经网络中,并利用预设的损失函数对超图神经网络进行训练,以将顶点特征映射到新特征空间;在新特征空间中对顶点特征进行聚类,并根据特征聚类结果识别出高光谱遥感图像中与赤潮现象相关的像素或区域,以实现对赤潮的检测。本发明专利技术利用高光谱遥感图像丰富的光谱信息,基于超图理论和超图神经网络构建了一种无需标注的无监督赤潮检测技术。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像处理,特别是涉及一种高光谱遥感图像赤潮检测方法及系统


技术介绍

1、赤潮是指海洋水域中某些藻类的异常大量繁殖。在海水温度、盐度、光照、营养物质等因素达到适宜水平时,海水中的某些浮游植物、原生动物或细菌会在短时间内爆发性增殖或高度聚集。这种大量繁殖的生物群体使得海水颜色发生明显改变,通常呈现出红色、绿色、褐色等不同颜色。赤潮的爆发会对海洋生态系统造成严重破坏。大量赤潮繁殖聚集会消耗海水中氧气的溶解,进而导致海洋生物因缺氧而死亡;有害赤潮藻种大量繁殖会释放毒素,对海洋生物和人类健康造成伤害。此外,赤潮几乎每年夏天都会爆发,对于沿海城市的交通和旅游业也构成一定威胁。高光谱遥感图像因其丰富的光谱信息、广泛的覆盖范围和较短的重访周期,成为赤潮检测的常用数据源之一。

2、赤潮检测传统的方法主要包括现场采样分析和人工观测,现场采样分析的方法优势在于检测结果准确可靠,且能够详细地分析出赤潮生物的种类、数量以及水体的各项理化指标,为后续的赤潮研究和防治提供重要的数据支持。然而,它也存在明显的局限性:一方面,现场采样的范围有限,只能对特定的采样本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高光谱遥感图像赤潮检测方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,将高光谱遥感图像转换为由顶点和超边构成的超图结构,包括:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述超图神经网络包含3个超图卷积层;将初始构建的超图顶点和超图关联矩阵输入至两层超图卷积层后,经过一层dropout层,再经过一层超图卷积层,获得超图顶点更新的特征。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,赤潮检测任务中,包含赤潮的顶点和正常海水的顶点;如果两个顶点之间的特征相近,则判定两个顶点为相似顶点;判断顶点的初始特征是否具有相似性的依据是余弦距离...

【技术特征摘要】

1.一种高光谱遥感图像赤潮检测方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,将高光谱遥感图像转换为由顶点和超边构成的超图结构,包括:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述超图神经网络包含3个超图卷积层;将初始构建的超图顶点和超图关联矩阵输入至两层超图卷积层后,经过一层dropout层,再经过一层超图卷积层,获得超图顶点更新的特征。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,赤潮检测任务中,包含赤潮的顶点和正常海水的顶点;如果两个顶点之间的特征相近,则判定两个顶点为相似顶点;判断顶点的初始特征是否具有相似性的依据是余弦距离;余弦距离是由余弦相似度转化而来,余弦相似度衡量的是两个向量之间的相对夹角,对于两个顶点vi和vj,余弦相似度的计算公式为:...

【专利技术属性】
技术研发人员:李刚张宁王学谦
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:

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